## ANALISIS PERBANDINGAN KAPASITAS BALOK KOMPOSIT STANDAR DENGAN BALOK KOMPOSIT KASTELA MENGGUNAKAN APLIKASI MIDAS FEA NX
Darryl Sebastian 1 dan Sunarjo Leman 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta darryl.325200022@stu.untar.ac.id
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta sunarjo@ft.untar.ac.id
Masuk: 29-12-2023, revisi: 12-01-2024, diterima untuk diterbitkan: 16-01-2024

## ABSTRACT
The  combination  of  several  structural  materials  into  a  single  structure  is  also  known  as  a  composite  structure.  A castellated beam is a beam structure made of cross-section steel either IWF (I-Beam Wide Flange) or HWF (H-Beam Wide Flange) that will be cut with a certain pattern on its web and will be joined by welding to increase the height of the beam. The increase in height of the beam causes the moment of inertia to be greater and increases the capacity of the beam without adding any structure’s weight. In this research, we will compare the results of finite element analysis obtained  from  the  MIDAS  FEA  NX  application.  4  types  of  composite  beam  models  will  be  analyzed  with  finite elements, there are 2 standard beam models and 2 castellated beam models. Based on this research, while converting a standard IWF beam into a castellated beam, the capacity increases by 16.14%, and by converting a standard HWF beam into a castellated beam, there is an increase in capacity of 3.7%. Every specimen in this research was analyzed up to the target displacement from the laboratory test results as the reference.
Keywords: composite structure; composite beam; castellated beam; finite element analysis

## ABSTRAK
Penggabungan  beberapa  material  struktural  menjadi  sebuah  satu  kesatuan  disebut  juga  sebagai  struktur  komposit. Balok kastela merupakan struktur balok yang dibuat dari baja penampang baik IWF maupun HWF yang dipotong dengan  pola  tertentu  pada  bagian  badannya  dan  akan  disambung  dengan  las  sehingga  balok  menjadi  lebih  tinggi dibandingkan dengan balok standar. Pertambahan tinggi pada balok menyebabkan momen inersia menjadi lebih besar sehingga kapasitas balok menjadi bertambah tanpa adanya pertambahan berat sendiri balok. Dalam penelitian ini akan membandingkan antara hasil-hasil analisis elemen hingga yang diperoleh dari aplikasi MIDAS FEA NX. Terdapat 4 jenis model balok komposit yang akan dianalisis dengan elemen hingga, yang terdiri dari 2 model balok standar dan 2 model balok kastela. Berdasarkan penelitian ini diketahui bahwa pada saat mengubah balok standar IWF menjadi balok  kastela  terjadi  peningkatan  kapasitas  sebesar  16,14%  sedangkan  pada  saat  mengubah  balok  standar  HWF menjadi  balok  kastela  terjadi  peningkatan  kapasitas  sebesar  3,7%.  Analisis  untuk  setiap  model  benda  uji  pada penelitian ini ditinjau sampai dengan target displacement sesuai dengan referensi hasil uji laboratorium.
Kata kunci: struktur komposit; balok komposit; balok kastela; analisis elemen hingga; kapasitas

## 1. PENDAHULUAN

## Latar belakang
Pada saat ini terdapat banyak sekali jenis material yang dapat digunakan dalam membangun sebuah struktur. Terdapat 2 material utama yang paling sering dijumpai pada sebuah bangunan yaitu beton dan baja. Kedua material tersebut memiliki sifat dan kegunaannya masing-masing, sebagai contoh beton yang memiliki kekuatan terhadap tekan tetapi lemah  terhadap  tarik  dan  baja  yang  memiliki  keuntungan  bersifat  elastis  dan  daktilitas  yang  cukup  tinggi (Tumimomor, Dapas, & Mondoringin, 2016).
Dalam  sebuah  struktur  yang  memerlukan  bentang  yang  sangat  panjang  penggunaan  balok  baja  standar  sebagai penopang  struktur  menjadi  tidak  efisien  karena  memerlukan  ukuran  yang  besar,  sehingga  para  insinyur  sipil  terus berinovasi untuk menciptakan sebuah komponen struktur yang kuat dan efisien. Dari sanalah muncul sebuah teknologi yang dikenal dengan balok kastela. Balok kastela adalah sebuah baja IWF maupun HWF yang dipotong dengan pola tertentu  menjadi 2  bagian  yang  sama  besar  yaitu  bagian  atas  dan  bagian  bawah,  kemudian  2  bagian  tersebut  akan ditumpuk dan disambung kembali dengan las seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Proses pembuatan balok kastela (Fares, Coulson, & Dinehart, 2016)
Al-Thabhawee (2022) membuat sebuah uji coba laboratorium untuk menganalisis perilaku komposit baja dan beton. Dalam  penelitian  ini  berfokus  pada  membandingkan  peningkatan  kapasitas  dari  penampang  balok  standar,  balok kastela simetris dan balok kastela asimetris seperti pada Gambar 2.

## Gambar 2. Bentuk benda uji percobaan (Al-Thabhawee, 2022)
Berdasarkan  percobaan  yang  dilakukan  didapatkan  hasil  jika  kapasitas ultimate yang  dimiliki  balok  kastela  yang dibuat  dengan  baja  IWF  lebih  besar  46%  dibanding  balok  standar,  sedangkan  untuk  balok  kastela  dengan  HWF memiliki peningkatan kekuatan sebesar 21% dibanding balok standarnya (Al-Thabhawee, 2022).

## Rumusan masalah
Berikut beberapa permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh penampang balok IWF dan HWF komposit terhadap deformasi struktur dan kapasitas dalam memikul beban.
2. Bagaimana  pengaruh  penampang  balok  kastela  komposit  simetris  terhadap  deformasi  struktur  dan  kapasitas dalam memikul beban.

## Tujuan penelitian
Berikut merupakan beberapa tujuan dari dilaksanakannya penelitian ini, sebagai berikut:
1. Mengetahui perilaku penampang balok IWF dan HWF terhadap deformasi struktur dan kapasitas dalam memikul beban.
2. Mengetahui perilaku penampang balok kastela simetris terhadap deformasi struktur dan kapasitas dalam memikul beban.

## Balok kastela
Balok kastela adalah sebuah balok baja yang ditinggikan dari sebuah balok baja induk dan memiliki lubang bukaan di bagian badannya (Partono, Sukamta, Hardiyati, & Budi, 2018). Balok kastela memiliki banyak sekali manfaat dan keuntungan dalam penggunaannya seperti dengan adanya pertambahan tinggi ini maka inersia penampang dari balok kastela  akan  semakin  besar  dan  meningkatkan  kapasitas  balok.  Lubang  yang  terdapat  pada  balok  kastela  dapat dimanfaatkan  sebagai  tempat  melintasnya  pipa-pipa  air,  ventilasi,  kelistrikan  dan  fasilitas  lain  yang  bertujuan menunjang kegiatan pada sebuah bangunan, sehingga tidak diperlukan ruang lebih pada langit-langit ruangan yang dapat menyebabkan pengurangan tinggi ceiling ruangan.
Pengunaan utama dari balok kastela umumnya pada struktur dengan bentang yang panjang. Biasanya balok kastela digunakan sebagai balok dengan panjang lebih dari 9 meter dan balok kastela menjadi alternatif yang sangat ekonomis untuk bentang lebih dari 12 meter (Fares, Coulson, & Dinehart, 2016). Umumnya ketinggian balok bertambah menjadi 1,5x dari ukuran balok induknya dan lubang bukaan dengan ketinggian 2/3 dari balok. Dengan ukuran tersebut dapat menghasilkan balok kastela yang sangat efisien untuk menahan viereendel mechanism (Liu & Chung, 2003).

## Struktur komposit
Dalam  sebuah  bangunan  dengan  struktur  baja  biasanya  tetap  memerlukan  komponen  beton  sebagai  pelat  lantai. Struktur dimana pelat beton dipikul oleh balok baja ini disebut juga sebagai struktur komposit. Struktur komposit pada dasarnya  adalah  struktur  yang  memiliki  dua  jenis  atau  lebih  material  yang berbeda  dan bekerja  sama  sebagai  satu kesatuan sehingga dapat menahan beban yang diterima oleh struktur tersebut (Tumimomor, Dapas, & Mondoringin, 2016).

## Gambar 3. Struktur komposit baja beton (Tumimomor, Dapas, & Mondoringin, 2016)
Pada  struktur komposit  antara  balok baja  dan  pelat  beton  seperti  pada  Gambar 3,  pelat beton  sebagian  besar  akan menerima tegangan tekan yang terjadi pada struktur dan balok baja akan memikul hampir seluruh tegangan tarik yang terjadi.  Selain  itu  dengan  adanya  pelat  beton  diatasnya  maka  struktur  memiliki  kekuatan  tambahan  terhadap  gaya geser yang dapat mengurangi kemungkinan terjadinya kegagalan vierendeel pada balok kastela (Bauer, 2021).

## Shear connector
Pada sebuah struktur komposit biasanya terdapat gaya geser yang muncul akibat dari pembebanan pada struktur dan agar tidak terjadi pemisahan antar material diperlukan sebuah elemen yang disebut shear connector . Shear connector atau yang sering disebut juga penghubung geser harus bersifat cukup kaku agar kuat dalam menahan gaya geser yang terjadi  dan  struktur  tetap  menyatu. Shear  connector yang  paling  umum  digunakan  adalah stud ,  yang  disambung dengan cara las pada bagian atas sayap balok baja.
Jumlah  dan  kekuatan  dari  penghubung  geser  menjadi  salah  satu  faktor  yang  menentukan  apakah  struktur  tersebut bersifat nonkomposit, komposit parsial, ataupun komposit penuh. Kondisi komposit dari suatu struktur bisa dilihat melalui  distribusi  tegangan  elastis  dan  plastis  seperti  pada  Gambar  4.  Struktur  nonkomposit  akan  menunjukkan distribusi tegangan dimana setiap material bekerja secara individu sehingga terdapat perubahan arah tegangan tepat pada sumbu netral (Widjaya & Leman, 2023).
Gambar 4. Distribusi tegangan elastis untuk perilaku (a) Nonkomposit, (b) Komposit Parsial, (c) Komposit Penuh (Widjaya & Leman, 2023)

## Elemen hingga
Metode elemen hingga atau yang sering dikenal dengan finite element method adalah sebuah metode numerik untuk menyelesaikan  masalah  matematika  yang  bentuknya  pendekatan  terhadap  kondisi  sesungguhnya.  Pada  sebuah masalah  yang  memiliki  bentuk  geometri,  pembebanan,  dan  sifat  material  yang  rumit  hampir  tidak  mungkin untuk memperoleh  solusi  matematika  yang  dapat  terpercaya,  sehingga  kita  perlu  bergantung  pada  metode  numerik  agar mendapatkan  solusi  yang  dapat  diterima.  Dalam  metode  elemen  hingga  daripada  menyelesaikan  sebuah  masalah dalam bentuk utuh dalam satu perhitungan, lebih baik dengan membagi bagian-bagian menjadi lebih sederhana dan digambungkan lagi untuk memperoleh solusi dalam bentuk yang utuh (Logan, 2011).

## 2. METODE PENELITIAN
Penulisan dalam penelitian ini didasarkan pada studi literatur terdahulu dan studi kasus yang diuji di laboratorium. Studi literatur digunakan sebagai dasar teori yang berkaitan seputar dengan hal-hal yang ada dalam percobaan, selain itu  juga  studi  literatur  bertujuan  untuk  menggali  lebih  dalam  mengenai  topik  yang ditinjau  agar  memperoleh  hasil penelitian yang lebih baik. Studi kasus dalam penelitian ini berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Al-Thabhawee (2022) tentang perilaku komposit antara balok kastela simetris dan asimetris dengan pelat beton. Hasil yang diperoleh dari  percobaan  tersebut  akan dibandingkan  dan  dikembangkan  lebih  lanjut  dengan  metode  elemen hingga.  Tahap- tahap dalam penelitian ini dapat dilihat seperti pada Error! Reference source not found. .
Proses  analisis  akan  menggunakan  bantuan  program  MIDAS  FEA  NX,  dimana  setiap  model  pada  Tabel  1  akan dimodelkan diatas perletakan sendi dan rol dengan bentang kotor 1,9 m dan jarak antar perletakan sejauh 1,8 m.
Tabel 1. Data spesimen benda uji Spesimen Tipe Balok Diameter tulangan (mm)  Tinggi Balok (mm)  Tebal Beton (mm) BS-I-4 Balok Standar I 4 120 70 BS-H-4 Balok Standar H 4 120 70 BKS-I-4 Balok Kastela I 4 170 70 BKS-H-4 Balok Kastela H 4 170 70

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Semua model benda uji akan dibuat secara 3D pada aplikasi Midas FEA NX. Pelat beton, balok baja, maupun stud dimodelkan  dengan  menggunakan  elemen solid sedangkan  tulangan  perkuatan  pada  pelat  beton  ( reinforcement ) menggunakan  elemen  garis  sebagai  geometrinya.  Setelah  setiap  benda  uji  dimodelkan,  proses  selanjutnya  adalah benda uji  dianalisis  mengenai  kapasitas  dan  juga  deformasi  yang  terjadi  apabila  struktur tersebut  dibebani.  Dalam memodelkan mutu material yang digunakan pada aplikasi MIDAS FEA NX akan mengacu kepada informasi mutu material yang terdapat dalam jurnal Al-Thabhawee (2022).
Beton yang digunakan memiliki mutu sebesar 25 MPa yang diperoleh melalui hasil uji tekan laboratorium. Dimensi dari pelat beton yang dimodelkan memiliki ukuran 350x70x1900 mm yang akan berada diatas balok baja seperti pada Gambar 2. Material beton dimodelkan pada aplikasi MIDAS FEA NX dengan model concrete smeared crack . Selain itu material beton sendiri memiliki sifat terhadap tegangan tarik dan tegangan tekan yang berbeda, sehingga untuk sifat tarik beton menggunakan fungsi brittle seperti pada Gambar  6 dan tegangan tekan menggunakan multi-linear dengan Teori Todeschini seperti pada Gambar 7. Fungsi brittle dipilih karena sifat dasar beton yang kaku, sehingga apabila  patah  maka  beton  akan  langsung  gagal  dan  tidak  memiliki  kekuatan  lagi,  sedangkan  pemilihan  fungsi Todeschini  karena  memiliki  hasil  yang  paling  akurat  apabila  dibandingkan  dengan  uji  lab  pada  jurnal.  Fungsi Todeschini  yang  digunakan  bersumber  dari  buku  James  K.  Wight  berjudul  “Reinforced  Concrete  Mechanics  & Design” (2012).
Gambar 6. Grafik fungsi brittle
Material baja pada aplikasi MIDAS FEA NX dimodelkan dengan von misses dan untuk sifat tarik ataupun tekannya menggunakan kurva stress strain . Baja yang digunakan memiliki mutu nilai f y (305,1 MPa), f u (550,4 MPa) dan E (203.670 MPa) yang diperoleh dari hasil uji lab, sehingga dari hasil tersebut perlu diubah dalam bentuk kurva yang cukup menggambarkan material tersebut. Kurva stress strain untuk baja hot rolled dibuat dengan fungsi nonlinear berdasarkan mutu baja yang diketahui dengan memanfaatkan persamaan rumus 1 sampai rumus 3 menurut Yun & Gardner (2017) untuk menghasilkan kurva seperti pada Gambar 8.
f ( ε ) = {
Eε  (untuk ε < ε y ) f y (untuk ε y < ε ≤ ε sh )
f y + ( f u -f y ) { 0.4 ( ε-εsh εu-εsh ) + 2 ( ε-εsh εu-εsh ) [ 1+400 ( ε-εsh εu-εsh ) 5 ] 0.2 } (untuk ε sh < ε ≤ ε u ) (1)
ε u = 0.6 ( 1- fy fu ) tetapi ε u ≥ 0,06 untuk baja hot rolled                                                                                                             (2) ε sh = 0.1 fy fu -0,055 tetapi 0,015 ≤ ε sh ≤ 0,03                                                                                                                                    (3)
Dengan  E  =  modulus  elastisitas  (MPa),  ε y =  regangan yield /leleh,  ε sh =  regangan strain  hardening ,  ε u =  regangan ultimate, f y = tegangan yield/ leleh (MPa), f u = tegangan ultimate (MPa)
Gambar 8. Kurva stress strain untuk baja hot rolled
Terdapat  2  jenis  balok  baja  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu  IWF  120  dan  HWF  120.  Balok  IWF  120 memiliki ukuran dimensi seperti berikut  tinggi balok  120 mm,  lebar sayap 64 mm, tebal badan 4,4 mm, dan tebal sayap 6,3 mm, sedangkan balok HWF 120 yang digunakan memiliki ukuran dimensi seperti tinggi balok 120 mm, lebar sayap 120 mm, tebal badan 5 mm, dan tebal sayap 8 mm. Kedua balok standar tersebut juga akan diubah menjadi balok kastela yang nantinya juga akan dianalisis kapasitasnya. Balok kastela yang diuji akan memiliki tinggi yaitu 170  mm  dan  pelat  beton  setebal  70  mm.  Sehingga  balok  komposit  benda  uji  ini  memiliki  tinggi  240  mm,  dengan dimensi tinggi bukaan pada balok yaitu 100 mm dengan jarak antar bukaan sejauh 180 mm. Dimensi ukuran model benda uji dan penampang untuk balok komposit standar dapat dilihat pada Gambar 9 dan balok komposit kastela dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Detail dimensi model (a) BKS-I-4 (b) BKS-H-4 (Al-Thabhawee, 2022)
Tulangan baja yang digunakan sebagai perkuatan pada pelat beton menggunakan wiremesh dengan ukuran diameter 4 mm dengan jarak 100 mm untuk setiap arahnya yang memiliki mutu tegangan leleh (f y ) yaitu 410 MPa dan tegangan ultimate (f u ) sebesar 550 MPa. Selain itu stud yang digunakan sebagai shear connector memiliki diameter 14 mm dan tinggi 50 mm yang dipasang dengan jarak 200 mm untuk setiap stud. Stud yang digunakan terbuat dari baja dengan mutu tegangan leleh (f y ) 350 MPa dan tegangan ultimate (f u ) sebesar 450 MPa.
Meshing menggunakan mesh  hybrid  tetra  mesher dimana  mencampurkan  antara mesh persegi  dan  segitiga  secara otomatis. Pada material beton menggunakan mesh dengan ukuran 12,5 x 12,5 x 14 mm sedangkan untuk material baja menggunakan mesh dengan ukuran 5 x 5 x 5 mm. Setiap model benda uji dibebani dengan dua (2) titik pembebanan yang  masing-masing  berjarak  0,6  m  dari  setiap  perletakan,  penggunaan  2  titik  pembebanan  ini  agar  tercipta pure bending moment pada struktur benda uji seperti pada Gambar 11.
Gambar 11. Ilustrasi titik pembebanan pada model
Pada saat proses analisis benda uji akan dianalisa dengan solusi tipe nonlinear statik. Nonlinear statik dipilih karena pada tipe analisa ini mempertimbangkan perubahan sifat material seperti perubahan fase dari elastis menjadi plastis. Selain itu analisa nonlinear statik juga akan memberikan hasil yang lebih akurat apabila dibandingkan dengan linear statik  pada  struktur  yang  mengalami  deformasi  dalam  memahami  perilaku  yang  terjadi.  Detail  permodelan  untuk setiap benda uji dapat dilihat pada Gambar 12 sampai Gambar 15.
Gambar 12. Permodelan BS-I-4 (a) tampak 3 dimensi (b) tampak depan (c) penulangan pelat beton (d) tampak samping
Gambar 13. Permodelan BS-H-4 (a) tampak 3 dimensi (b) tampak depan (c) penulangan pelat beton (d) tampak samping
Gambar 14. Permodelan BKS-I-4 (a) tampak 3 dimensi (b) tampak depan (c) penulangan pelat beton (d) tampak samping
Gambar 15. Permodelan BKS-H-4 (a) tampak 3 dimensi (b) tampak depan (c) penulangan pelat beton (d) tampak samping
Setelah dilakukan analisis elemen hingga dengan bantuan aplikasi MIDAS FEA NX, akan diperoleh kapasitas untuk setiap  model  spesimen.  Setiap  model  akan  dianalisis  hingga  mencapai displacement yang  terjadi  saat  pengujian kapasitas  di  laboratorium  yang  dilakukan  oleh  Al-Thabhawee  (2022).  Hasil  analisis  untuk  setiap  model  spesimen dapat dilihat pada Gambar 16 dan Gambar 17.
Gambar 16. Perbandingan kapasitas FE dan laboratorium antara (a) balok standar I vs (b) balok kastela I
Gambar 17. Perbandingan kapasitas FE dan laboratorium antara (a) balok standar H vs (b) balok kastela H
Setelah dilakukan perbandingan terhadap hasil uji lab dan analisis finite element , terdapat error atau perbedaan hasil untuk setiap benda uji diatas seperti yang tertera pada Tabel 2. Hasil kapasitas uji laboratorium merukapakan kapasitas maksimum  yang  diperoleh  saat  dilakukan  pembebanan  pada  sampel  benda  uji  di  laboratorium  sebelum  terjadinya kegagalan pada balok seperti kegagalan beton, vierendeel bending , dan tekuk pada web-post .
Tabel 2 Perbandingan kapasitas uji laboratorium dan MIDAS FEA
Spesimen   Kapasitas Uji Laboratorium (kN)  Hasil MIDAS (kN)  Error (%) BS-I-4 110 110,87 0,79 BS-H-4 165 176,46 6,94 BKS-I-4 160 128,78 19,51 BKS-H-4 200 182,99 8,50
Selain  memperoleh  perbandingan  antara  kapasitas  dengan  defleksi  yang  terjadi  pada  model  spesimen  dapat  juga diperoleh  perilaku  model  benda  uji  seperti displacement, tegangan  von  mises,  status  plastis  pada  balok,  kondisi keretakan beton yang dapat dilihat pada Gambar 18 sampai Gambar 22.
Gambar 18. Perpindahan (displacement) untuk model (a) BS-I-4 (b) BKS-I-4 (c) BS-H-4 (d) BKS-H-4
Gambar 19. Tegangan von mises untuk model (a) BS-I-4 (b) BKS-I-4 (c) BS-H-4 (d) BKS-H-4 Gambar 20. Status plastis untuk model (a) BS-I-4 (b) BKS-I-4 (c) BS-H-4 (d) BKS-H-4
Gambar 21. Kondisi retakan beton untuk model (a) tampak atas BS-I-4 (b) tampak depan BS-I-4 (c) tampak atas BKS-I-4 (d) tampak depan BKS-I-4
Gambar 22. Kondisi retakan beton untuk model (a) tampak atas BS-H-4 (b) tampak depan BS-H-4 (c) tampak atas BKS-H-4 (d) tampak depan BKS-H-4
Berdasarkan Gambar 20 dapat diketahui bahwa sebagian besar balok baik untuk balok standar maupun kastela sudah mencapai  fase  plastis,  selain  itu  dapat  dilihat  juga  dari  deformasi  yang  terjadi  bahwa  balok  mengalami  kegagalan vierendeel akibat beban yang bekerja. Sedangkan pada pelat beton untuk semua benda uji seperti yang dapat dilihat pada Gambar 21 dan Gambar 22 sudah retak dan hancur, yang menyebabkan kegagalan pada struktur.

## Pembahasan dan analisis
Berdasarkan  hasil finite  element yang  diperoleh  dapat  diketahui  terjadi peningkatan  kapasitas  antara  balok  standar IWF dengan balok kastela yang terbuat dari IWF. Pada balok standar (BS-I-4) memiliki kapasitas sebesar 110,88 kN, sedangkan  pada  balok kastela  (BKS-I-4) memiliki  kapasitas  sebesar  128,78  kN.  Sehingga  dapat dikatakan  dengan mengubah balok standar menjadi balok kastela dapat diperoleh peningkatan kapasitas sebesar 17,9 kN atau 16,14% dibandingkan dengan balok standarnya. Hasil perbandingan kapasitas antara balok standar IWF dengan balok kastela yang terbuat dari IWF dapat dilihat pada Gambar 23.
Gambar 23. Perbandingan kapasitas antara BS-I-4 dan BKS-I-4
Berdasarkan  hasil finite  element yang  diperoleh  dapat  diketahui  terjadi peningkatan  kapasitas  antara  balok  standar HWF dengan balok kastela yang terbuat dari HWF. Pada balok standar (BS-H-4) memiliki kapasitas sebesar 176,46 kN,  sedangkan  pada  balok  kastela  (BKS-H-4)  memiliki  kapasitas  sebesar  182,99  kN.  Sehingga  dapat  dikatakan dengan mengubah balok standar menjadi balok kastela dapat diperoleh peningkatan kapasitas sebesar 6,53 kN atau 3,7% dibandingkan dengan balok standarnya.
Pada perbandingan balok HWF ini mungkin apabila dilihat secara sekilas tidak memiliki peningkatan kapasitas yang signifikan. Walaupun pada balok standar HWF pada mulanya memiliki kekakuan awal yang lebih tinggi dibandingkan balok  kastelanya,  akan  tetapi  setelah  melewati  tegangan  lelehnya  kapasitas  balok  standar  HWF  tidak  mengalami peningkatan  yang  signifikan  ketika  balok  kastela  terus  meningkat  sampai  target displacement yang  ditinjau.  Hasil perbandingan  kapasitas  antara  balok  standar  IWF  dengan  balok  kastela  yang  terbuat  dari  IWF  dapat  dilihat  pada Gambar 24.
Gambar 24. Perbandingan kapasitas antara BS-H-4 dan BKS-H-4
Rangkuman peningkatan kapasitas pada model benda uji dapat dilihat sesuai dengan Tabel 3.
Tabel 3. Peningkatan kapasitas antara balok standar dan kastela Benda Uji MIDAS FEA (kN) Peningkatan (%) BS-I-4 110,88 - BKS-I-4 128,78 16,14 BS-H-4 176,46 - BKS-H-4 182,99 3,7

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisis  data  yang  diperoleh  selama  penelitian,  didapatkan  beberapa  kesimpulan seperti berikut:
1. Model balok standar IWF komposit dengan tulangan wiremesh dengan ukuran 4 mm yang berjarak setiap 100 mm untuk setiap arahnya (BS-I-4) diperoleh kapasitas sebesar 110,88 kN.
2. Model balok standar HWF komposit dengan tulangan wiremesh dengan ukuran 4 mm yang berjarak setiap 100 mm untuk setiap arahnya (BS-H-4) diperoleh kapasitas sebesar 176,46 kN.
3. Model balok kastela IWF komposit dengan tulangan wiremesh dengan ukuran 4 mm yang berjarak setiap  100 mm untuk setiap arahnya (BKS-I-4) diperoleh kapasitas sebesar 128,78 kN.
4. Model balok kastela HWF komposit dengan tulangan wiremesh dengan ukuran 4 mm yang berjarak setiap 100 mm untuk setiap arahnya (BKS-H-4) diperoleh kapasitas sebesar 182,99 kN.
5. Dengan mengubah balok standar menjadi balok kastela dapat meningkatkan kapasitas dari balok tersebut, seperti saat mengubah balok IWF standar menjadi balok kastela terdapat peningkatan kapasitas sebesar 16,14% dan pada balok HWF standar ketika diubah menjadi balok kastela terjadi peningkatan sebesar 3,7%.

## DAFTAR PUSTAKA
Al-Thabhawee, H. W. (2022). Experimental investigation of composite steel–concrete beams using symmetrical and asymmetrical castellated beams. Curved and Layered Structures, 9 , 227-235. https://doi.org/10.1515/cls-2022- 0019
Bauer, K. (2021). Design of castellated steel beams. Kansas. Fares, S. S., Coulson, J., & Dinehart, D. W. (2016). Castellated and cellular beam design. American Institute of Steel Construction.
Liu, T. C., & Chung, K. F. (2003). Steel beams with large web openings of various shapes and sizes: finite element investigation. Journal  of  Constructional  Steel  Research,  59 ,  1159–1176. https://doi.org/10.1016/S0143- 974X(03)00030-0
Logan, D. L. (2007). A first course in the finite element method. Thomson.
Partono, W., Sukamta, Hardiyati, S., & Budi, L. (2018). Optimasi distribusi lubang pada balok baja kastela. Jurnal Teknik, 39 (1), 1-8. https://doi.org/10.14710/teknik.v39i1.12234
Tumimomor, M. E., Dapas, S. O., & Mondoringin, M. R. (2016). Analisis penghubung geser (shear connector) pada balok baja dan pelat beton. Jurnal Sipil Statik, 4 (8), 461-470.
Widjaya,  R.,  &  Leman,  S.  (2023).  Analisis  kapasitas  balok  komposit  dengan  variasi  tulangan  pelat  terhadap keruntuhan kolom menggunakan aplikasi MIDAS FEA. JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil . Wight, J. K. (2012). Reinforce concrete mechanics & design. New Jersey: Pearson Education. Yun, X., & Gardner, L. (2017). Stress-strain curves for hot-rolled steels. Journal of Constructional Steel Research,
133 , 36-46. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2017.01.024